一種高速公路隧道電氣分區(qū)控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種高速公路隧道電氣分區(qū)控制系統(tǒng)。高速公路隧道中眾多的電氣設(shè)備均基于各自互相獨(dú)立的電氣控制線(xiàn)路進(jìn)行運(yùn)行控制，效率低下，維護(hù)工作量大，布線(xiàn)復(fù)雜。本實(shí)用新型包括上位機(jī)、鍵盤(pán)、顯示設(shè)備和電氣設(shè)備；上位機(jī)作為控制中心通過(guò)接口電路接入主單片機(jī)，再通過(guò)接口電路與RS-485總線(xiàn)相連；鍵盤(pán)、顯示器均接入主單片機(jī)；電氣設(shè)備劃分至洞口控制區(qū)和隧道內(nèi)控制區(qū)，各電氣設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路均通過(guò)從單片機(jī)和接口電路接入RS-485總線(xiàn)。本實(shí)用新型對(duì)隧道電氣設(shè)備進(jìn)行分區(qū)管理，減小不同設(shè)備供電電路之間的相互干擾，提高了系統(tǒng)的抗干擾性和穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高速公路隧道電氣分區(qū)控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于交通信息工程及控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高速公路隧道電氣分區(qū)控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]高速公路隧道中涉及眾多不同性質(zhì)、不同種類(lèi)、不同數(shù)量的電氣設(shè)備，并合理布置安裝于隧道的不同位置。若如此眾多的電氣設(shè)備均基于各自互相獨(dú)立的電氣控制線(xiàn)路進(jìn)行運(yùn)行控制，不僅效率低下，維護(hù)工作量大，布線(xiàn)復(fù)雜，極不利于隧道內(nèi)電氣的統(tǒng)一控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種高速公路隧道電氣分區(qū)控制系統(tǒng)，在組合的系統(tǒng)中對(duì)所有隧道電氣設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行統(tǒng)一控制。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種高速公路隧道電氣分區(qū)控制系統(tǒng)，其特征在于:
[0006]包括上位機(jī)、鍵盤(pán)、顯示設(shè)備和電氣設(shè)備；
[0007]上位機(jī)通過(guò)接口電路接入主單片機(jī)，再通過(guò)接口電路與RS-485總線(xiàn)相連；
[0008]鍵盤(pán)、顯示器均接入主單片機(jī)；
[0009]電氣設(shè)備劃分至洞口控制區(qū)和隧道內(nèi)控制區(qū)，洞口控制區(qū)的電氣設(shè)備涉及交通信號(hào)燈和可變信息板，隧道內(nèi)控制區(qū)的電氣設(shè)備涉及車(chē)道指示器、橫洞門(mén)電機(jī)、風(fēng)機(jī)和照明燈；各電氣設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路均通過(guò)從單片機(jī)和接口電路接入RS-485總線(xiàn)；
[0010]上位機(jī)采用PC ;主單片機(jī)與從單片機(jī)均采用通用89C52型單片機(jī)。
[0011]顯示器采用七段數(shù)碼管74HC595，主單片機(jī)P2 口的P2.0、P2.1、P2.2分別接到74HC595 的 SER、SRCLK, RCLK 腳。
[0012]風(fēng)機(jī)與從單片機(jī)之間連接有光耦合器、電阻和NPN型三極管S8050。
[0013]橫洞門(mén)電機(jī)通過(guò)L298芯片接入從單片機(jī)。
[0014]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]本實(shí)用新型按照控制對(duì)象和區(qū)域?qū)λ淼离姎庠O(shè)備進(jìn)行區(qū)域劃分并分區(qū)管理，可減小不同設(shè)備供電電路之間的相互干擾，提高了系統(tǒng)的抗干擾性和穩(wěn)定性；用74HC595芯片驅(qū)動(dòng)LED，速度較快，功耗較小，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，LED的數(shù)目多少隨意，占用的I/O 口線(xiàn)較少，是一種造價(jià)低廉，應(yīng)用靈活的控制系統(tǒng)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)連接圖。
[0017]圖2為顯示設(shè)備控制電路圖。
[0018]圖3為鍵盤(pán)設(shè)備控制電路圖。
[0019]圖4為車(chē)道指示器控制電路圖。
[0020]圖5為橫洞門(mén)電機(jī)控制電路圖。
[0021]圖6為風(fēng)機(jī)控制電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0023]本實(shí)用新型涉及的一種高速公路隧道電氣分區(qū)控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)、鍵盤(pán)、顯示設(shè)備和電氣設(shè)備。上位機(jī)通過(guò)接口電路接入主單片機(jī)，再通過(guò)接口電路與RS-485總線(xiàn)相連。鍵盤(pán)、顯示器均接入主單片機(jī)。電氣設(shè)備劃分至洞口控制區(qū)和隧道內(nèi)控制區(qū)，洞口控制區(qū)的電氣設(shè)備涉及交通信號(hào)燈和可變信息板，隧道內(nèi)控制區(qū)的電氣設(shè)備涉及車(chē)道指示器、橫洞門(mén)電機(jī)、風(fēng)機(jī)和照明燈；各電氣設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路均通過(guò)從單片機(jī)和接口電路接入RS-485總線(xiàn)。上位機(jī)采用PC;主單片機(jī)與從單片機(jī)均采用通用89C52型單片機(jī)。本發(fā)明采用上位機(jī)作為控制中心，通過(guò)串口總線(xiàn)的方式進(jìn)行通信，從而達(dá)到控制隧道內(nèi)電氣設(shè)備的目的。
[0024]參見(jiàn)圖2，顯示器采用四個(gè)七段數(shù)碼管74HC595，顯示隧道發(fā)生事故的地點(diǎn)，主單片機(jī)P2 口的P2.0、Ρ2.1、Ρ2.2分別接到74HC595的SER、SRCLK、RCLK腳。四個(gè)數(shù)碼管用來(lái)顯示鍵盤(pán)輸入的數(shù)據(jù)。在電路中，從左到右依次為L(zhǎng)ED1、LED2、LED3、LED4，送數(shù)據(jù)時(shí)，先送LED4的顯示碼，最后送LEDl的數(shù)據(jù)，鍵盤(pán)按下一次就向顯示部分送一次數(shù)據(jù)。
[0025]參見(jiàn)圖3，鍵盤(pán)為4X4式按鍵鍵盤(pán)，其中有0-10的數(shù)字按鍵、方案演示按鍵、復(fù)位按鍵、隧道上下行切換按鍵、內(nèi)外車(chē)道切換按鍵、確認(rèn)按鍵。數(shù)字按鍵可以輸入隧道事故發(fā)生地點(diǎn)距隧道入口的距離，通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)。復(fù)位鍵按下后，顯示部分顯示為零，隧道內(nèi)機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)為無(wú)事故正常運(yùn)轉(zhuǎn)裝態(tài)。隧道上下行切換按鍵和內(nèi)外車(chē)道切換按鍵用來(lái)選擇隧道事故發(fā)生的上下行和內(nèi)外車(chē)道。
[0026]參見(jiàn)圖4，上下行和內(nèi)外車(chē)道控制的狀態(tài)用LED燈來(lái)顯示。上下行有三種狀態(tài):上行，下行，上行和下行。內(nèi)外車(chē)道三種狀態(tài):內(nèi)車(chē)道，外車(chē)道，內(nèi)車(chē)道和外車(chē)道。
[0027]參見(jiàn)圖5，本系統(tǒng)中四個(gè)從單片機(jī)分別用一個(gè)L298芯片驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源為12V。本系統(tǒng)中不需要進(jìn)行電機(jī)調(diào)速，因此芯片的使能端可接+5V電壓。單片機(jī)P2 口的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3引腳輸出高電平或低電平，然后經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片L298放大后控制直流電機(jī)。當(dāng)P2.0和P2.2輸出高電平，P2.1、P2.3引腳輸出低電平時(shí)，兩個(gè)直流電機(jī)正轉(zhuǎn)；需要改變電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向時(shí)，四個(gè)引腳的輸出相反。當(dāng)需要電機(jī)停止時(shí)，只要將P2.0、P2.1、P2.2、P2.3引腳都輸出低電平或高電平。
[0028]參見(jiàn)圖6，系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)為工作電壓為DC+12V，每個(gè)從單片機(jī)控制一個(gè)風(fēng)機(jī)。電路中采用一個(gè)NPN型三極管放大電路來(lái)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)，集電極電壓為+12V，風(fēng)機(jī)連接與電源與三極管集電極之間。三極管基極由單片機(jī)P2.4 口輸出高電平和低電平來(lái)控制三極管的導(dǎo)通和關(guān)斷，在單片機(jī)與三極管基極之間接一個(gè)1K的電阻和光耦合器，電阻起限流和上拉電阻作用，光耦合器可以隔離單片機(jī)與風(fēng)機(jī)電源，起保護(hù)和抗干擾作用。系統(tǒng)中三級(jí)管選用S8050，S8050參數(shù)為NPN、1W、1.5A、40V、190HZ，用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)已足夠。單片機(jī)輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以是持續(xù)的高電平使三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，也可以輸出方波控制三級(jí)管的導(dǎo)通。
[0029]本實(shí)用新型的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)閱讀本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)而對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種高速公路隧道電氣分區(qū)控制系統(tǒng)，其特征在于: 包括上位機(jī)、鍵盤(pán)、顯示設(shè)備和電氣設(shè)備； 上位機(jī)通過(guò)接口電路接入主單片機(jī)，再通過(guò)接口電路與RS-485總線(xiàn)相連； 鍵盤(pán)、顯示器均接入主單片機(jī)； 電氣設(shè)備劃分至洞口控制區(qū)和隧道內(nèi)控制區(qū)，洞口控制區(qū)的電氣設(shè)備涉及交通信號(hào)燈和可變信息板，隧道內(nèi)控制區(qū)的電氣設(shè)備涉及車(chē)道指示器、橫洞門(mén)電機(jī)、風(fēng)機(jī)和照明燈；各電氣設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路均通過(guò)從單片機(jī)和接口電路接入RS-485總線(xiàn)； 上位機(jī)采用PC ;主單片機(jī)與從單片機(jī)均采用通用89C52型單片機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速公路隧道電氣分區(qū)控制系統(tǒng)，其特征在于: 顯示器采用七段數(shù)碼管74HC595，主單片機(jī)P2 口的P2.0、P2.1、P2.2分別接到74HC595的 SER、SRCLK, RCLK 腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高速公路隧道電氣分區(qū)控制系統(tǒng)，其特征在于: 風(fēng)機(jī)與從單片機(jī)之間連接有光耦合器、電阻和NPN型三極管S8050。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高速公路隧道電氣分區(qū)控制系統(tǒng)，其特征在于: 橫洞門(mén)電機(jī)通過(guò)L298芯片接入從單片機(jī)。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK203982128SQ201420402075
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】馬春城, 王萬(wàn)平, 陳海洋, 黨偉榮, 李卓, 張青俠, 康凱 申請(qǐng)人:中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司